« Projekte
Reibungsreduktion an Tribosystemen von Dieselmotoren - COMO A2 - Tribologie
Projektbearbeiter:
MSc S. Schmidt, M. Schorgel, Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. D. Bartel, L. Bobach
Finanzierung:
EU - Sonstige ;
Die gesetzliche Forcierung der Schadstoffemissionen von Verbrennungsmotoren erlebt im Jahr 2009 ihre nächste Stufe. Der Kohlenstoffdioxidausstoß nimmt dabei in den Überlegungen der Bundesregierung einen immer größeren Stellenwert ein, ist doch das anthropogene Kohlenstoffdioxid die entscheidende Triebfeder des globalen Klimawandels. Die derzeitigen Diskussionen über die Selbstverpflichtung des europäischen Automobilherstellerverbandes (ACEA), bis zum Jahr 2012 den Flottenverbrauch auf 120 Gramm Kohlenstoffdioxid zu senken, unterstreichen die Bedeutung dieser Problematik nachhaltig.

Einen erheblichen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und damit direkt auf den Kohlenstoffdioxidausstoß haben die mechanischen Verluste im Verbrennungsmotor. Speziell die Reibungsverluste der üblicherweise verbauten Gleitlager für Pleuel und Kurbelwelle stellen einen wesentlichen Anteil an den gesamten Reibungsverlusten des Motors dar. Eine Substitution der Gleitlagerung durch Wälzlager birgt demnach ein erhebliches Verbesserungspotenzial. Wälzlager im verbrennungsmotorischen Einsatz stellen die Entwickler jedoch vor weitreichende Probleme, die maßgeblich die Disziplinen Dauerhaltbarkeit, Fertigung, Montage und nicht zuletzt die Akustik betreffen. In diesem Forschungsprojekt soll eine Strategie zur Auslegung und Dimensionierung von Pleuel- und Kurbelwellenhauptlager entwickelt werden. Parallel dazu sollen Variantenuntersuchungen an einem Komponentenprüfstand mit verschiedenen Belastungskollektiven durchgeführt werden, um eine Analyse der lebensdauerbegrenzenden Größen vornehmen zu können. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen abschließend zusammen mit den Ergebnissen der beteiligten Teilprojekte in einem lauffähigen Demonstrator münden.

Einen weiteren, in der Gesamtheit ähnlich großen Anteil an den mechanischen Verlusten hat das Tribosystem Kolben/Zylinder. Neben den Reibungsverlusten zeigt es sich aber auch in besonderem Maß verantwortlich für den Ölverbrauch und den damit in direktem Zusammenhang stehenden Schadstoffemissionen (HC, NOx, etc.) bedingt durch in den Verbrennungsraum gelangendes Motorenöl. Die definierte, partielle Strukturierung der Zylinderlaufbahn kann im Zusammenwirken mit optimierten Kolbenringprofilen und unter Ausnutzung der Ringvorspannung zu einer deutlichen Verbesserung der beschriebenen Problematik beitragen. Dem Honen als klassischem Feinbearbeitungsverfahren von Zylinderlaufbahnen mit geometrisch unbestimmter Schneide sind diesbezüglich Grenzen gesetzt, so dass vermehrt Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide oder aber optische Verfahren in das Interesse der Motorentwickler rücken. Innerhalb dieses Teilprojektes wird ein eingehender Vergleich geometrisch bestimmter und unbestimmter Systeme angestrebt, um insbesondere für die Zylinderlauffläche die Möglichkeiten einer ausschließlichen Feindrehbearbeitung oder einer Verfahrenskombination mit dem Honen zu analysieren.

Schlagworte

Blow-By-Gas, Dieselmotor, Feindrehbearbeitung, Gleitlager, Grundlager, Hauptlager, Kolben, Kolbenringe, Kraftstoffverbrauch, Kurbelwelle, Pleuellager, Reibungsreduktion, Schadstoffemission, Verbrennungsmotor, Wälzlager, Zylinderlaufbahn
Kontakt

weitere Projekte

Die Daten werden geladen ...